Absolventská práce Základy elektroniky Autor: Jan Fučík Třída: 9.B Školní rok: 2010/2011 ZSZNCK©2011

Elektronka Elektronka je bezpochyby základním kamenem elektroniky Vynalezl ji T.A. Edison aniž by o tom měl nejmenší potuchy Edisonův efekt, který je podstatou elektronky objasnil až Owen Richardson Richardson dospěl k závěru, že žhavením vlákna se do okolí uvolnily elektrony a jejich řetězec umožnil elektrickou vodivost

Edisonův efekt Tento efekt se naskytl Edisonovi, když se pokoušel odstranit problém se zatemňováním žárovky Do skleněné baňky s wolframovým vláknem přidal kus plechu, který měl částečky prachu z vlákna pohlcovat Nestalo se tak Když Edison propojil plech a vlákno měřícím přístrojem, zjistil, že „vzduch vede proud“

Konstrukce elektronky Každá elektronka se skládá ze žhaveného vlákna a mřížky Mřížek může být víc, nejčastěji se využívá pentoda se třemi mřížkami Předpony di–, tri–, tetra–, atd. se řadí podle počtu elektrod Výchozí počet jsou dvě elektrody, k nim se přidávají další podle počtu mřížek

Tranzistor Vynalezla jej trojice vědců Bardeen, Shockley, Brattain Mnoho pokusů s polovodičovým krystalem nikam nevedlo Úspěchu se podařilo dosáhnout

Konstrukce tranzistoru Tranzistor se skládá ze tří různě dotovaných polovodičových polí Krajní jsou vždy stejně dotovaná prostřední je dotované opačně Každý tranzistor má tři vývody – bázi, kolektor a emitor

Dotování polovodičového krystalu Kladně dotovaný krystal –V krystalové struktuře chybí jeden elektron –Tím vzniká „díra“, která se pohybem elektronů přesouvá Záporně dotovaný krystal –V krystalové struktuře jeden elektron elektron přebývá, vzniká volný elektron –Volný elektron se přesouvá mezi atomy a působí jako nosič elektrického náboje

Přechod NPN Dnes častěji využívaný tranzistor Uspořádání polí: kolektor – N, báze – P, emitor – N Aby NPN vedl proud: – musí být na kolektoru kladný pól zdroje a na emitoru záporný pól, kladný pól musí být též připojen na bázi

Přechod PNP Uspořádání polí: kolektor – P, báze – N, emitor – P Aby procházel proud: –Musí být na kolektoru být záporný pól na bázi záporný a na emitoru kladný

Integrované obvody Jsou to složité obvody, poskládané z milionů součástek do velmi těsného prostoru Většinu součástek tvoří tranzistory

Jednoelektronový tranzistor Nemalou částí se podílí na velikosti integrovaných obvodů Klasické tranzistor používané samostatně v jednodušších obvodech např. blikačích přesouvají velké množství elektronů kdežto jednoelektronový –Při spínání přesouvá mnohem menší počet elektronů –Tím se dosahuje větší rychlosti i vyššího výkonu

Číslicové obvody Jsou založené na binarní soustavě –Využívá pouze dvě číslice „0“ a „1“ –Prochází-li součástkou proud přiřazujeme číslo 1 –Neprochází-li proud číslo 0 Z binární soustavy vznikl také ASCII kód –Mezinárodně platné ustanovení kombinací jedničky a nuly, které vyjadřují jednotlivé písmové a číselné znaky

Logické členy Pro funkci číslicových obvodů jsou nezbytné AND logický součin –Dva vstupy „A“ a „B“ a jeden výstup „Y“ –Proud prochází pouze pokud „A“ i „B“ jsou v pozici log 1 A logB logY log

Logické členy NAND negace logického součinu –Stejná konstrukce jako AND –Proud prochází pouze jsou-li A i B v pozici log 0 A logB logY log

Logické členy OR logický součet –Vstupy A, B a výstup Y –Proud prochází pouze je-li alespoň jedna ze vstupních hodnot v pozici log 1 A logB logY log

Logické členy NOR negace logického součtu –Opět stejná konstrukce –Proud prochází je-li alespoň jedna vstupní hodnota rovna nule A logB logY log

Logické členy NOT negace logického signálu –Sestává pouze ze vstupu A a výstupu Y –Hodnota na výstupu je vždy opačná než na výstupu A logY log 01 10